Коллайдер показал атомное ядро необычной формы, похожей на кеглю

Что происходит внутри атомного ядра? Обычно ядро представляют как плотный шар из протонов и нейтронов, хаотично движущихся внутри ядерного потенциала. Но теоретики давно предсказывали, что в ряде лёгких ядер — в частности, в ядре кислорода-16 — нуклоны могут организоваться в кластеры, образуя упорядоченные геометрические конфигурации. Ядро O-16, согласно этим предсказаниям, должно содержать четыре альфа-частицы (кластеры из двух протонов и двух нейтронов каждая), выстроенные в тетраэдр — своеобразную «форму кегель». Новое исследование на Большом адронном коллайдере (ЦЕРН), описанное на Phys.org, впервые прямо зафиксировало это.

Экспериментальная команда использовала столкновения ядер кислорода-16 с ядрами золота на ускорителе RHIC (Брукхейвенская национальная лаборатория) при энергиях, достаточных для «просвечивания» ядерной структуры через анализ угловых распределений частиц, образующихся при столкновении.

Если ядро кислорода имеет тетраэдральную кластерную структуру, столкновения в разных ориентациях дадут систематически разные паттерны частиц. Именно это и было зафиксировано.

Ключевые результаты:

— угловые корреляции частиц в столкновениях O+Au содержали систематический компонент, воспроизводимый только моделями с тетраэдральной структурой O-16; — модели со сферически-симметричным ядром не описывали наблюдаемые паттерны; — сила обнаруженного эффекта согласуется с теоретическими предсказаниями кластерных моделей.

Это первое прямое экспериментальное свидетельство кластерной геометрии в ядре кислорода. Открытие важно для понимания ядерных сил и для интерпретации экспериментов на тяжёлоионных коллайдерах, где ядерная структура мишени и снаряда влияет на образование кварк-глюонной плазмы.

Ранее pronedra.ru писал о новых проверках основ квантовой механики.